老鼠体内的衰老干细胞可能对老年人的疾病有解决办法

斯坦福大学医学院(Stanford University School of Medicine)的研究人员在小鼠身上进行的研究显示，随着血液中的干细胞变老，基因突变的积累可能是血液疾病的根源。

该研究的资深作者欧文·韦斯曼医学博士说:“这项研究和我们之前的研究指出了为什么老年人更容易患血液病，比如白血病或贫血，而不太可能产生新的抗体来预防流感等感染。”斯坦福干细胞生物学和再生医学研究所和斯坦福综合癌症中心主任。这项研究将发表在6月6日的《自然。

在过去的研究中，这组研究人员发现，随着年龄的增长，小鼠骨髓中的造血干细胞分裂和补充血细胞供应的能力变得更弱。问题是为什么。

研究人员已经提出了很多关于细胞衰老的理论，德里克·罗西博士说，他是博士后学者，也是论文的第一作者之一。其中一种理论与细胞积累基因突变有关。他说:“这种想法是，随着时间的推移，累积的DNA损伤逐渐削弱了细胞执行其正常功能的能力。”

然而，研究人员认为突变不太可能成为造血干细胞衰老的基础，因为它们很少分裂，而大多数突变是在分裂时出现的。人们认为，这种不频繁的分裂可以保护细胞不发生新的突变。

Rossi、Weissman和另一位第一作者、博士后学者David Bryder博士通过两组不同的实验验证了这一观点。在第一项研究中，他们研究了小鼠的造血干细胞，这些干细胞被改造成具有单一突变，使它们特别容易积累额外的基因错误。在他们研究的三种不同类型的突变小鼠中，每一种的干细胞表现正常，并产生新的血细胞。

然而，当他们从这三种老鼠中任何一种提取造血干细胞，并用这些细胞重新填充受辐射老鼠的骨髓时，真相大白了。这种实验很像用骨髓移植把骨髓移植回一个接受过广泛化疗的人体内。

正常情况下，少量的干细胞就足以完全补充小鼠的骨髓，并产生正常数量的血液和免疫细胞。然而，与正常干细胞相比，从突变小鼠中提取的充满错误的造血干细胞在耗尽的骨髓中定植的效率要低得多，而从年老的突变小鼠中提取的造血干细胞的效率更低。

罗西说，这些结果表明，随着干细胞老化，它们的突变不断积累，妨碍了它们产生新的血液和免疫系统细胞的正常工作。然而，这些结果是在突变小鼠中得出的。罗西想知道正常健康老鼠体内的干细胞是否也会随着年龄增长而产生损伤。

为了解决这个问题，在第二组实验中，罗西从正常的年轻和年老老鼠的骨髓中分离出干细胞，然后用一种化学物质对这些细胞进行染色，这种化学物质会附着在一种与DNA损伤相关的蛋白质上。这种蛋白质可以作为一个标志来突出附近的DNA损伤。

他发现来自正常小鼠的年轻干细胞没有染色，因此很少或没有DNA损伤。另一方面，较老的干细胞显示出广泛的染色。

所有这些都说明了一件事:造血干细胞虽然很少分裂，但随着年龄的增长确实会积累DNA损伤，而且这种损伤会传递给它们制造的血液和免疫系统细胞。韦斯曼说，这些发现可以解释随着年龄增长而发生的血癌(白血病)和免疫功能障碍的起源。

下一步是要证明这些从老鼠身上得到的结果是否适用于人类造血干细胞。维吉尼亚和D.K.路德维希癌症临床研究教授Weissman说:“如果这项工作确实适用于人类，那么它绝对符合造血干细胞是白血病前突变的滋生地的观点。”

资料来源:斯坦福大学医学中心

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